Warmteopwekking is een proces waarbij deeltjes worden verplaatst. In eenvoudige bewoordingen kan warmte worden verklaard door de werking van moleculen en de door hen uitgestraalde energie creëert warmte of de uitgestraalde energie wordt omgezet in warmte.
Wanneer iemand bijvoorbeeld aan lichaamsbeweging doet of een andere activiteit doet, wordt zijn lichaam verwarmd en wordt er zweet geproduceerd. Of tijdens het koken, wanneer voedsel warm of verwarmd wordt, is het gewoon de overdracht van warmte, door geleiding of convectie.
De reden achter de overdracht van warmte is wetenschappelijk, het lijkt misschien gemakkelijk en cliché om voedsel op te warmen, maar er zitten wetenschappelijke redenen achter. De onzichtbare of microscopisch kleine deeltjes worden opgeladen en er ontstaat energie die wordt overgedragen in de vorm van warmte.
Het proces van warmteoverdracht kan direct of indirect zijn, er zijn ook verschillende materialen waarin warmte kan worden overgedragen en bij sommige kan het niet worden overgedragen, bijvoorbeeld niet alle soorten plastic kunnen de warmte niet aan.
Geleiding versus convectie
Het verschil tussen geleiding en convectie is dat bij geleiding warmte direct wordt overgedragen, terwijl convectiewarmte door de vloeistof wordt overgedragen. Beide leiden tot de afgifte van warmte, maar er zijn verschillen in methode.
Vergelijkingstabel tussen geleiding en convectie
| Parameters van vergelijking: | Geleiding | Convectie |
| Definitie | Warmteoverdracht tussen twee objecten door direct contact. | Warmteoverdracht in de vloeistof. |
| stand van zaken | Stevig | Vloeistof of gas |
| Overdracht van elektrische stroom | Staat toe | Staat niet toe |
| Dichtheid van deeltjes | Hoge dichtheid | Lage dichtheid |
| Snelheid van overdracht van warmte | Langzaam | sneller |
Wat is conductie?
Geleiding is het proces van overdracht van warmte of stroom. Geleiding is de overdracht van energie in de vorm van warmte en stroom van het ene atoom naar het andere door direct contact.
Geleiding kan in alle drie de toestanden van materie plaatsvinden; vast, vloeibaar en gas. De beste overdracht kan plaatsvinden in de vaste toestand omdat de atomen dicht op elkaar zijn gepakt, wat een snellere overdracht mogelijk maakt, de dichtheid van moleculen beïnvloedt de snelheid van warmteoverdracht, integendeel, vloeistof en gassen zijn minder efficiënt in de overdracht van warmte vanwege de lage dichtheid van moleculen.
Er zijn twee soorten geleiding, namelijk geleiding van warmte en geleiding van elektriciteit.
Geleiding van warmte - wanneer de temperatuur in moleculen wordt verhoogd, wordt een trilling geproduceerd en dit veroorzaakt warmte in moleculen en vervolgens wordt de warmteoverdracht veroorzaakt binnen de dicht opeengepakte moleculen. Wanneer bijvoorbeeld een verwarmingskussen op de huid wordt aangebracht, veroorzaakt dit ook warmte in de spieren.
Geleiding van elektriciteit - het gebeurt door de beweging van geladen deeltjes door elk medium. Deze beweging van geladen deeltjes veroorzaakt een stroom die wordt gedragen door ionen of geladen elektronen. Wanneer stroom bijvoorbeeld door draden gaat, zijn draden gemaakt van metaal dat een goede geleider van elektriciteit is.
Er zijn verschillende factoren die de geleiding beïnvloeden, die factoren zijn; het verschil in temperatuur, lengte, dwarsdoorsnede en het materiaal. Elk materiaal heeft een andere geleidbaarheid, bijvoorbeeld aluminium, brons, koper, water, enz., Zal een andere geleidbaarheid hebben. Metalen hebben de grootste geleidbaarheid.
De geleiding kan in theorie op verschillende manieren worden berekend via formule, bijvoorbeeld door de wet van Ohm of door de wet van Fourier. De snelheid van warmteoverdracht wordt berekend door deze formules wanneer de geleidbaarheid van het materiaal wordt gegeven. Geleiding volgt niet de wet van reflectie of breking
Wat is convectie?
Convectie is het proces van warmteoverdracht door de bulkbeweging van moleculen in een vloeistof. De aanvankelijke overdracht van warmte tussen het object en de vloeistof vindt plaats door geleiding, maar daarna zorgt de bulkbeweging in vloeistofdeeltjes voor convectie.
Het proces van convectie omvat thermische uitzetting, dat wil zeggen wanneer een vloeistof van onder het oppervlak wordt verwarmd, de onderste vloeistoflaag wordt verwarmd die thermisch wordt uitgezet, de dichtheid van het molecuul is groter in vergelijking met de vloeistof op het bovenoppervlak. Door het drijfvermogen stijgen de minder dichte deeltjes, de hetere vloeistof op en vervangt deze door koudere vloeistof.
Er zijn twee soorten convectie, namelijk; natuurlijke convectie en geforceerde convectie.
Natuurlijke convectie- Type convectie waarbij verschil in temperatuur een verschil in dichtheden veroorzaakt, waarbij opwaartse kracht een grote rol speelt. bijvoorbeeld oceanische winden.
Geforceerde convectie- een type convectie waarbij externe krachten convectie induceren, bijvoorbeeld ventilatoren, boilers, geisers, enz.
Factoren die convectie beïnvloeden zijn; medium (vloeibaar of gas), temperatuur, een bron die warmte veroorzaakt. Een van de verschillen tussen geleiding en convectie is dat convectie geen elektrische stroom ondersteunt.
Enkele voorbeelden van convectie zijn; een landbries (treedt op tijdens de nacht), of zeebries (treedt op gedurende de dag), ventilatoren die worden gebruikt voor het koelen van de kamer, kachels die worden gebruikt voor het verwarmen van water, of steamers, enz..
Natuurlijke convectie kan niet eenvoudig worden berekend, maar de geforceerde convectie kan theoretisch worden berekend met behulp van de formule die wordt gegeven door de afkoelingswet van Newton. De formule is: -
| P =dQ /dt =hA(T−T0) |
Belangrijkste verschillen tussen geleiding en convectie
Gevolgtrekking
Geleiding en convectie dragen beide energie over in de vorm van warmte.
Beide kunnen natuurlijk of kunstmatig worden geproduceerd, afhankelijk van hun type.
Geleiding en convectie werken in verschillende toestanden van materie (vast, vloeibaar en gas). De dichtheid van deeltjes heeft een grote invloed op geleiding en convectie.
